湿度控制器

中北大学信息商务学院课程设计说明书

专业：电子信息工程

题目：电子综合应用实践：

湿度控制器的设计

指导教师：张敏娟韩建宁职称:讲师副教授

2015年 1 月 4 日

中北大学信息商务学院课程设计任务书

14/15 学年第一学期

专业：电子信息工程

课程设计题目：电子综合应用实践：

湿度控制器的设计

起迄日期：2015年1月5 日～2015年1月20日

课程设计地点：教学楼

指导教师：张敏娟

系主任：李雪冬

目录

一、设计目的及意义 (1)

二、设计内容 (1)

1、总体设计方案简介 (1)

2、单元电路设计 (2)

3、总电路图 (8)

4、软件设计仿真 (9)

5、仿真结果 (10)

三、结果分析 (11)

四、设计总结 (12)

五、设计心得 (12)

参考文献 (14)

一、设计目的及意义

设计一个湿度控制器，使得环境湿度控制在一定的范围内，通过这个系统的设计使得学生将所掌握的电子技术理论知识与实际相结合，提高学生的动手设计能力和科研创新能力，更好的培养学生的学习兴趣。

1、设计一个湿度控制器，准确地理解有关要求，独立完

成系统设计，要求所设计的电路具有以下功能。

(1)能在室内空气湿度低于50%时,使加湿器自动工作。（2）当室内空气湿度达到设定湿度时 使加湿器自动断电，从而将室内空气湿度控制在一个合适的范围内。

2、给出设计方案，画出设计电路的电路图、写明电路工作原理、有源元件给出芯片介绍。

二、设计内容

1、总体设计方案简介

电路以湿度检测电路为核心，按功能可划为：传感器、电源电路、湿度检测/指示电路和湿度控制电路、加湿器、常开开关5 个部分，如图1.1 示。

2、单元电路设计

（一）电源电路

一般直流稳压电源都使用220 伏市电作为电源，经过变压、整流、滤波后输送给稳压电路进行稳压，最终成为稳定的直流电源。这个过程中的变压、整流、滤波等电路可以看作直流稳压电源的基础电路工作。

（1)变压电路

通常直流稳压电源使用电源变压器来改变输入到后级

电路的电压。电源变压器由初级绕组、次级绕组和铁芯组成。初级绕组用来输入电源交流电压，次级绕组输出所需要的交流电压。通俗的说，电源变压器是一种电→磁→电转换器件。即初级的交流电转化成铁芯的闭合交变磁场 磁场的磁力

线切割次级线圈产生交变电动势。次级接上负载时，电路闭合，次级电路有交变电流通过。本电源电路由绕组W1、W2 进行电压转变。

（2）整流电路

经过变压器变压后的仍然是交流电，需要转换为直流电才能提供给后级电路，这个转换电路就是整流电路。在直流稳压电源中利用二极管的单项导电特性将方向变化的交流

电整流为直流电。电路采用桥式整流电路 经过UR 整流。（3）滤波电路

交流电经过整流后得到的是脉动直流，这样的直流电源由于所含交流纹波很大，不能直接用作电子电路的电源。滤波电路可以大大降低这种交流纹波成份，让整流后的电压波形变得比较平滑。电路采用电容滤波，利用电容的充放电原理达到滤波的作用。

（二）继电器（常开开关）

继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中 它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。

（1）4098 型继电器的工作原理和构造

当继电器线圈通电后,线圈中的铁芯产生强大的电磁力,吸动衔铁带动簧片,使触点1、2 断开,1、3 接通。当线圈断电后,弹簧使簧片复位 使触点1、2接通,1、3 断开。我们只要把需要控制的电路接在触点1、2 间(1、2 称为常闭触点)或触点1、3 间(称为常开触点),就可以利用继电器达到某种控制的目的。

(2)4098 型继电器线圈的工作电压有3 伏、6 伏、9伏、12 伏等多种规格。吸合时线圈中通过的电流约为50 毫安左右,触点间允许通过的电流可达1 安培(250伏)。

（三）湿度检测/指示电路

工作原理 湿度指示电路由湿度检测放大器和LED 指

示电路组成。

湿度检测放大器由湿敏传感器RS、电阻器R1、R2、电位器RP 和运算放大器集成电路IC 组成。其中RS 与R1、R2 和RP 组成应变电桥电路。LED 指示电路由电阻器R2到R5、发光二极管LED1、LED2 和晶体管VT1、VT2 组成。

接通电源开关S 后 整机通电工作。在湿度正常时 RS 的阻值较大，IC 因反相输入端电位高于正相输入端电位而输出低电平，VT1 截止，红色发光二极管LED1 不发光，VT2

导通，绿色发光二极管LED2 发光，指示湿度正常。

若湿度增大，RS 的阻值变小，湿度超过设定值时，IC 因正相输入端电位高于反相输入端电位而输出高电平，VT1 导通，LED1 发光，指示棚内湿度过大，时VT2 截止，ED2 熄灭。

（四）LM781212 芯片介绍

LM781212 系列三端固定正电压稳压集成电路只有三个引脚：输入端Vi、地端GND 和电源输出端Vo，以通常简称之为三端稳压集成块。LM7812 的输出电压值约为12V，入电流1.5A,芯片自带一散热片，用时应用螺钉将其固定在铝质散热器上，利散热。三端集成稳压电路的最小输入、输出电压差约为2V，则不能输出稳定的电压，般应使电压差保持在4-5V，经变压器变压，极管整流，容μ器滤波后的电压应比稳压值高一些。

（五）μA74l 芯片介绍

741 型运算放大器具有广泛的模拟应用。宽范围的共模电压和无阻塞功能可用于电压跟随器。高增益和宽范围的工作电